(57)【要約】  ＩＣ接点ブロックを駆動するソレノイドのコイルが過熱により断線するおそれを低減させること。カードリーダ１の制御部１００は、ソレノイド６３に連続通電してＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けるＩＣ接点保持ステップＳ１１と、ソレノイド６３への通電のオンオフを繰り返すチョッパ制御を行うことによりＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けた状態を維持する保持電圧低減ステップＳ１２を行う。また、制御部１００は、デューティ比を段階的に減少させてチョッパ制御を行い、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持されない（すなわち、センサ６９がオフに切り換わる）と最初に判定されたデューティ比の１つ前の段階のデューティ比Ｄを記憶部１０１に記憶させる。以後は、記憶部１０１に記憶されたデューティ比Ｄを用いてチョッパ制御を行う。
2018061685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドを用いてカードにＩＣ接点ブロックを押し付けて前記カードと通信を行うカードリーダの制御方法であって、
前記ソレノイドに連続通電して前記ＩＣ接点ブロックを前記カードに押し付けるＩＣ接点保持ステップと、
前記ソレノイドへの通電のオンオフを繰り返すチョッパ制御を行い、前記ＩＣ接点ブロックを前記カードに押し付けた状態を維持する保持電圧低減ステップと、
前記チョッパ制御に用いられるデューティ比を記憶部に記憶させるデューティ比設定ステップと、を行い、
前記デューティ比設定ステップでは、
複数のデューティ比でチョッパ制御を行い、前記複数のデューティ比のそれぞれに対して、前記ＩＣ接点ブロックが前記カードに接触可能な接触位置に保持されるか否かを判定し、
前記複数のデューティ比のうちで、前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持される最も小さいデューティ比を前記記憶部に記憶させることを特徴とするカードリーダの制御方法。
【請求項２】
前記デューティ比設定ステップでは、
デューティ比を段階的に減少させてチョッパ制御を行い、各段階のデューティ比に対して、前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持されるか否かを判定し、
前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持されないと最初に判定されたデューティ比の１つ前の段階のデューティ比を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１に記載のカードリーダの制御方法。
【請求項３】
予め定められたタイミングで、前記記憶部にデューティ比が記憶されているか否かを判定し、
前記記憶部にデューティ比が記憶されていない場合に、前記デューティ比設定ステップを行うことを特徴とする請求項１または２に記載のカードリーダの制御方法。
【請求項４】
前記予め定められたタイミングは、前記カードリーダの起動時であることを特徴とする請求項３に記載のカードリーダの制御方法。
【請求項５】
前記ＩＣ接点ブロックを介して前記カードとの通信を行い、通信終了から所定時間経過後に、前記ＩＣ接点保持ステップから前記保持電圧低減ステップに移行することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のカードリーダの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップを内蔵するカードにＩＣ接点を接触させて通信を行うカードリーダの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カードに形成された磁気ストライプに沿って磁気ヘッドを走査し、磁気データの読取りあるいは磁気データの書込みを行うとともに、カードに内蔵されるＩＣチップとデータ通信するカードリーダが用いられている。特許文献１のカードリーダは、略長方形のカードをその短手方向に搬送して装置内に取り込み、カードの搬送方向と直交する方向に磁気ヘッドを走査して磁気データの読取りおよび書込みを行う。【０００３】
特許文献１のカードリーダは、カードに内蔵されるＩＣチップとデータの通信を行うためのＩＣ接点ブロックと、ＩＣ接点ブロックをカード搬送路に向けて移動させるソレノイドと、ＩＣ接点ブロックをカード搬送路から退避させる圧縮コイルバネを備える。ＩＣチップと通信を行うときには、ソレノイドを駆動して、カードの表面に設けられた端子部にＩＣ接点ブロックを接触させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のカードリーダは、ＩＣチップとデータの通信を行う間は、ソレノイドへの通電を続けてＩＣ接点ブロックをカードの表面に接触させた状態で保持する。しかしながら、繰り返し通信が行われる場合や、通信が終了してもカードがそのままの状態で放置される場合などに、ＩＣ接点ブロックをカードの表面に長時間接触させ続けると、ソレノイドへの通電が長時間続くため、過熱によってソレノイドのコイルが断線するおそれがある。【０００６】
通電が長時間続く場合の過熱対策として、一定の電流を流し続ける代わりに、電流のオンオフを繰り返して実効電圧を下げる制御（チョッパ制御）が行われる。チョッパ制御を行うに当たっては、電流のオンオフの時間割合を定めるデューティ比を決めて行うが、過熱対策を効果的に行うためには、ＩＣ接点ブロックをカードの表面に接触させた状態を維持でき、且つ、できるだけ低いデューティ比でチョッピングを行うことが望ましい。【０００７】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、ＩＣ接点ブロックを駆動するソレノイドのコイルの断線を抑制するための通電制御に用いるデューティ比を適切な値に設定できるカードリーダの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、ソレノイドを用いてカードにＩＣ接点ブロックを押し付けて前記カードと通信を行うカードリーダの制御方法であって、前記ソレノイドに連続通電して前記ＩＣ接点ブロックを前記カードに押し付けるＩＣ接点保持ステップと、前記ソレノイドへの通電のオンオフを繰り返すチョッパ制御を行い、前記ＩＣ接点ブロックを前記カードに押し付けた状態を維持する保持電圧低減ステップと、前記チョッパ制御に用いられるデューティ比を記憶部に記憶させるデューティ比設定ステップと、を行い、前記デューティ比設定ステップでは、複数のデューティ比でチョッパ制御を行い、前記複数のデューティ比のそれぞれに対して、前記ＩＣ接点ブロックが前記カードに接触可能な接触位置に保持されるか否かを判定し、前記複数のデューティ比のうちで、前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持される最も小さいデューティ比を前記記憶部に記憶させることを特徴とする。【０００９】
本発明では、チョッパ制御に用いられるデューティ比がデューティ比設定ステップにより記憶部に記憶される。デューティ比設定ステップでは、複数のデューティ比の中からＩＣ接点ブロックが接触位置に保持される最も小さいデューティ比を記憶部に記憶させる。これにより、保持電圧低減ステップにおいてチョッパ制御を行うことができるので、ソレノイドの実効電圧を下げることができる。従って、ＩＣ接点ブロックをカードに押し付ける状態を維持しつつ、ソレノイドの過熱を抑制できる。よって、ソレノイドのコイルの断線を抑制できる。【００１０】
本発明において、前記デューティ比設定ステップでは、デューティ比を段階的に減少させてチョッパ制御を行い、各段階のデューティ比に対して、前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持されているか否かを判定し、前記ＩＣ接点ブロックが前記接触位置に保持されないと最初に判定されたデューティ比の１つ前の段階のデューティ比を前記記憶部に記憶させることが望ましい。このようにすると、ＩＣ接点ブロックが接触位置に保持され
る最も小さいデューティ比を効率的に決定できる。【００１１】
本発明において、予め定められたタイミングで、前記記憶部にデューティ比が記憶されているか否かを判定し、前記記憶部にデューティ比が記憶されていない場合に、前記デューティ比設定ステップを行うことが望ましい。例えば、前記カードリーダの起動時にデューティ比設定ステップを行うことが望ましい。これにより、確実にチョッパ制御を行うことができる。従って、ソレノイドの過熱を抑制でき、ソレノイドのコイルの断線を抑制できる。【００１２】
本発明において、前記ＩＣ接点ブロックを介して前記カードとの通信を行い、通信終了から所定時間経過後に、前記ＩＣ接点保持ステップから前記保持電圧低減ステップに移行することが望ましい。このようにすると、カードとの通信が行われていないときに、チョッパ制御によって実効電圧を下げることができる。従って、ソレノイドの過熱を抑制でき、ソレノイドのコイルの断線を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、チョッパ制御に用いられるデューティ比がデューティ比設定ステップにより記憶部に記憶される。デューティ比設定ステップでは、複数のデューティ比の中からＩＣ接点ブロックが接触位置に保持される最も小さいデューティ比を記憶部に記憶させる。これにより、保持電圧低減ステップにおいてチョッパ制御を行うことができるので、ソレノイドの実効電圧を下げることができる。従って、ＩＣ接点ブロックをカードに押し付ける状態を維持しつつ、ソレノイドの過熱を抑制できる。よって、ソレノイドのコイルの断線を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るカードリーダの斜視図である。
【図２】図１に示すカードリーダの側方から見た内部構成を示す説明図である。
【図３】図１に示すカードリーダで処理されるカードの平面図である。
【図４】ＩＣ接点ブロックおよび接点ブロック移動機構を側方から見た動作説明図である。
【図５】カードリーダの制御系を示す概略ブロック図である。
【図６】接点ブロック移動機構の制御を示すフローチャートである。
【図７】ＩＣ接点ブロックをバネ接触位置に保持するときのソレノイドへの通電パターンを示す説明図である。
【図８】チョッパ制御に用いるデューティ比を設定する制御のフローチャートである。
【図９】デューティ比の決定方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明を適用したカードリーダの制御方法の実施形態を説明する。
【００１６】
（カードリーダの全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るカードリーダ１の斜視図である。図２は、図１に示すカードリーダ１の側方から見た内部構成を示す説明図である。図３は、図１に示すカードリーダで処理されるカード２の平面図である。
【００１７】
カードリーダ１は、カード２に記録されたデータの読取りおよびカード２へのデータの書込みの少なくとも一方を行うための装置であり、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）等の所定の上位装置に搭載されて使用される。カードリーダ１は、カード２が挿入される挿入口３が形成されるカード挿入部４を備える。図２に示すように、カードリーダ１の内部には、カード２が搬送される搬送路５が形成されている。搬送路５は、挿入口３に繋がるように形成されている。
【００１８】
また、カードリーダ１は、カード２を搬送するカード搬送機構６と、カード２に当接してカード２に記録された磁気データの読取りやカード２への磁気データの書込みを行う磁気ヘッド７と、カード２の搬送方向に直交する方向へ磁気ヘッド７を移動させるヘッド移動機構８と、カード２に形成される後述の端子部２ｂに接触してデータの通信を行うためのＩＣ接点ブロック９と、ＩＣ接点ブロック９を移動させる接点ブロック移動機構１０（図４参照）と、カードリーダ１内に取り込まれたカード２を位置決めするための位置決め機構１１を備える。
【００１９】
カード２は、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の塩化ビニール製のカードである。本形態のカード２は、国際規格（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１１）やＪＩＳ規格（例えば、ＪＩＳＸ６３０２）に準拠した磁気ストライプ付きかつエンボス付きのカードであり、四隅に丸みを持った略長方形である。カード２の裏面には、磁気データが記録される磁気ストライプ２ａが形成されている。また、カード２は、接触式のＩＣカードである。すなわち、カード２には、ＩＣチップ（図示省略）が内蔵され、カード２のおもて面には、８個の外部接続端子からなる端子部２ｂが形成されている。カード２の一部は、エンボス加工が施されるエンボス加工領域２ｃとなっている。エンボス加工領域２ｃにエンボス加工されて形成される文字や数字等（エンボス部分）は、カード２のおもて面側に突出している。
【００２０】
磁気ストライプ２ａは、カード２の長手方向（図３のＵ方向）に平行な細長い帯状であり、カード２の長手方向Ｕの全域に形成されている。磁気ストライプ２ａは、カード２の短手方向（図３のＶ方向）における一端２ｄ側に形成されている。具体的には、国際規格やＪＩＳ規格に基づいて、磁気ストライプ２ａは、カード２の短手方向Ｖにおいて、カード２の一端２ｄを基準とする所定の範囲内に形成されている。
【００２１】
端子部２ｂは、カード２の長手方向Ｕにおける一端側、かつ、カード２の短手方向Ｖにおける略中間位置に形成されている。端子部２ｂを構成する８個の外部接続端子は、カード２の短手方向Ｖにおいて４行、かつ、カード２の長手方向において２列に配列されている。また、８個の外部接続端子は、国際規格やＪＩＳ規格に基づいて、カード２の短手方向Ｖにおけるカード２の一端２ｄと、カード２の長手方向Ｕにおける一端２ｆとを基準とする所定の位置に形成されている。
【００２２】
本形態では、図１等に示すＸ方向でカード２が搬送される。具体的には、Ｘ１方向にカード２が取り込まれ、Ｘ２方向にカード２が排出される。すなわち、Ｘ方向は、カード２の搬送方向であり、Ｘ１方向は、カード２の取込方向であり、Ｘ２方向は、カード２の排出方向である。また、本形態では、カード２の短手方向ＶとＸ方向とが一致するように、カードリーダ１にカード２が取り込まれる。また、カード２の短手方向ＶとＸ方向とが一致するように、カードリーダ１内でカード２が搬送される。カードリーダ１は、カード２を短手方向Ｖに搬送して所定の処理を行う。
【００２３】
また、Ｘ方向に直交するＹ方向は、搬送路５の幅方向であり、カードリーダ１内に正しい姿勢で取り込まれたカード２の長手方向Ｕと一致する。また、Ｘ方向とＹ方向とに直交するＺ方向は、搬送路５の高さ方向であり、カードリーダ１内に取り込まれたカード２の厚さ方向である。本形態では、Ｚ方向と上下方向とが一致するようにカードリーダ１が配置されている。なお、以下の説明では、Ｘ方向を「前後方向」、Ｙ方向を「左右方向」、Ｚ方向を「上下方向」とし、また、Ｘ１方向側を「奥（後ろ）」側、Ｘ２方向側を「前」側、Ｙ１方向側を「右」側、Ｙ２方向側を「左」側、Ｚ１方向側を「上」側、Ｚ２方向側を「下」側とする。
【００２４】
（カード挿入部）
カード挿入部４は、カードリーダ１の前面側部分を構成している。挿入口３は、カード挿入部４の前面に開口しており、左右方向Ｙに延在する。カード挿入部４は、挿入口３の奥側Ｘ１に配置されるシャッタ部材１４、１５と、カード２の短手方向Ｖが前後方向Ｘと一致するようにカードリーダ１にカード２が挿入されたこと（すなわち、挿入口３にカード２が挿入されたこと）を検知する挿入検知機構１６と、カード２に磁気データが記録されていることを検知する磁気センサ１７、１８と、カード２にＩＣチップの外部接続端子が固定されていること（すなわち、端子部２ｂが固定されていること）を検知する金属センサ１９と、カードリーダ１の前方の人間の動きを検知する赤外線センサ２０を備える。
【００２５】
シャッタ部材１４は、カード挿入部４の奥端に配置されている。シャッタ部材１５は、シャッタ部材１４よりも前側Ｘ２に配置されている。挿入口３から挿入されたカード２がシャッタ部材１５に接触すると、シャッタ部材１５が開放位置へ移動する。また、カード挿入部４は、シャッタ部材１５が開放位置に移動したことを検知するためのセンサ２１を備えている。
【００２６】
挿入検知機構１６は、前後方向Ｘにおいて、シャッタ部材１５と略同じ位置に配置されている。この挿入検知機構１６は、カード挿入部４の左右の両端側に配置される接触式のセンサを備える。カード２の短手方向が前後方向Ｘと一致するようにカード２が挿入口３から挿入されると、２個のセンサのそれぞれにセンサの検知部材が接触する。そのため、２個のセンサでの検知結果に基づいて、カード２の短手方向Ｖが前後方向Ｘと一致するようにカード２が挿入口３から挿入されたことが検知される。
【００２７】
磁気センサ１７、１８は、例えば、フラックスゲートセンサであり、磁性体からの距離に応じたレベルの出力信号を出力する。磁気センサ１７、１８は、挿入口３から挿入されたカード２を上下方向Ｚで挟むように配置されている。磁気センサ１７からの出力信号のレベルと磁気センサ１８からの出力信号のレベルとを比較することで、カード２が裏面を下側Ｚ２に向けた状態で、挿入口３から挿入されたのか、それとも、カード２がおもて面を下側Ｚ２に向けた状態で、挿入口３から挿入されたのかが検知される。
【００２８】
金属センサ１９は、励磁用コイルと、検出用コイルと、励磁用コイルおよび検出用コイルが巻回されるコアとを備える磁気式のセンサである。金属センサ１９は、左右方向Ｙにおいて、正しい姿勢で挿入されたカード２の端子部２ｂが通過する位置に配置されている。本形態では、磁気センサ１７、１８での検知結果と金属センサ１９での検知結果に基づいて、カード２の一端２ｄ側からカード２が挿入されたのか、それとも、カード２の他端２ｅ側からカード２が挿入されたのかが検知される。
【００２９】
赤外線センサ２０は、カード挿入部４の前面側に配置されている。赤外線センサ２０は、焦電型の赤外線センサであり、焦電効果によって赤外線を含む光を検知する焦電素子を備える。赤外線センサ２０は、カードリーダ１の前方の人間の手等の動きを検知する。また、赤外線センサ２０は、カードリーダ１の前方の人間が発生する赤外線に基づいて、カードリーダ１の前方の人間の体温と赤外線センサ２０の検知範囲内における人間の周囲の温度との差等を検知することで、カードリーダ１の前方の人間の動きを検知する。
【００３０】
（搬送路およびカード搬送機構）
搬送路５は、前後方向Ｘにおけるカードリーダ１の略全域に形成されている。カード搬送機構６は、カード２の上面に接触してカード２を搬送する搬送ローラ３１〜３３と、下側Ｚ２から搬送ローラ３１〜３３に対向配置されるパッドローラ３４〜３６とを備える。搬送ローラ３１〜３３は、その表面がゴムで形成されたゴムローラである。一方、パッドローラ３４〜３６は、その表面が樹脂で形成された樹脂ローラである。パッドローラ３４〜３６は上側Ｚ１に付勢されており、下側Ｚ２からカード２に当接可能となっている。なお、搬送ローラ３１〜３３がカード２の下面に当接し、パッドローラ３４〜３６が上側Ｚ１から搬送ローラ３１〜３３に対向配置されても良い。
【００３１】
搬送ローラ３１は、カード挿入部４の内部に配置され、シャッタ部材１４よりも前側Ｘ２に配置される。搬送ローラ３２、３３は、カード挿入部４の奥側Ｘ１に配置されるカードリーダ１の本体部３７の内部に配置される。搬送ローラ３２は、前後方向Ｘにおいて、磁気ヘッド７およびＩＣ接点ブロック９よりも前側Ｘ２に配置され、且つ、シャッタ部材１４よりも奥側Ｘ１に配置される。また、搬送ローラ３３は、磁気ヘッド７よりも奥側Ｘ１に配置され、且つ、位置決め機構１１を構成する後述の位置決め部材６６の当接部６６ａよりも奥側Ｘ１に配置される。搬送ローラ３１〜３３およびパッドローラ３４〜３６は、搬送路５の左右の両端に配置され、カード２の長手方向Ｕにおける両端に当接する。
【００３２】
搬送ローラ３３は、左右方向Ｙを軸方向として配置される回転軸８０の両端に固定される。また、搬送ローラ３２は、図示しないトルクリミッタを介して、左右方向Ｙを軸方向として配置される回転軸８７の両端に保持される。さらに、搬送ローラ３１は、左右方向Ｙを軸方向として配置される回転軸９３に固定される。図１に示すように、回転軸８０、８７、９３の左端側は、カードリーダ１の本体部３７のフレームの左側面の一部を構成する側板８１に回転可能に保持される、また、回転軸８０、８７、９３の右端側は、本体部３７のフレームの右側面の一部を構成する側板８２に回転可能に保持される。
【００３３】
回転軸８０、８７、９３の左端側は、側板８１よりも左側へ突出しており、ここにベルト、プーリおよび歯車列等によって構成される動力伝達機構３８が組み付けられている。すなわち、回転軸８０の左側端には、歯車付きプーリ８３が固定されている。図２に示すように、歯車付きプーリ８３の歯車には、歯車列８５を介して駆動源としてのモータ３９が連結されている。また、回転軸８７の左端にはプーリ８８が固定され、回転軸９３の右端側にはプーリ９４が固定されている。歯車付きプーリ８３とプーリ８８、９４とには、ベルト９５が架け渡されている。
【００３４】
本体部３７の内部には、カード２の下面を案内するガイド部材２６、２７が配置されている。ガイド部材２６は、前後方向Ｘにおいて、搬送ローラ３２およびパッドローラ３５と磁気ヘッド７との間に配置されており、ＩＣ接点ブロック９の下側Ｚ２に配置されている。また、ガイド部材２７は、前後方向Ｘにおいて、磁気ヘッド７よりも奥側Ｘ１に配置されるとともに、位置決め機構１１と略同じ位置に配置されている。
【００３５】
本形態では、２個のガイド部材２６が搬送路５の左右の両端側のそれぞれに配置されている。また、ガイド部材２７は、左右に所定の間隔をあけた状態で配置される２個のガイド部２７ａを備えている。ガイド部材２６の上面およびガイド部２７ａの上面は、搬送路５の下面の一部を構成している。搬送路５の下面の、ガイド部材２６とガイド部２７ａとの間は、開口部２８となっている。開口部２８は、左右方向Ｙにおける搬送路５の略全域
に形成されている。
【００３６】
（位置決め機構）
位置決め機構１１は、カードリーダ１内に取り込まれたカード２の奥端が当接する当接部６６ａが形成された位置決め部材６６と、図示しないリンク部材を介して位置決め部材６６を駆動するソレノイド７１等を備える。また、位置決め機構１１は、位置決め部材６６の位置を検知するセンサ７０と、位置決め部材６６を付勢する引張りコイルバネ６６ｂとを備える。位置決め部材６６は、左右方向Ｙを軸方向とする固定軸７４に回転可能に保持される。位置決め部材６６の上端には、センサ７０の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部６６ｅが形成されている。
【００３７】
位置決め機構１１は、通常は、当接部６６ａにカード２の奥端が当接可能な当接位置にあり、固定軸７４を中心とする位置決め部材６６の回動が阻止されている。したがって、カード２が挿入口３から挿入されカード搬送機構６によって奥側Ｘ１へ搬送されるとカード２の奥端２ｄが当接部６６ａに当接する。これにより、前後方向Ｘにおいて、カード２が位置決めされる。位置決め機構１１は、磁気ヘッド７による磁気データの読取りや書込みおよびＩＣ接点ブロック９によるＩＣデータの通信が行われるカード処理位置２Ｘにカード２を位置決めする。カード２の奥端が当接部６６ａに当接しているときには、遮光部６６ｅは、センサ７０の発光素子と受光素子との間を遮る。位置決め部材６６およびセンサ７０は、搬送路５の左右方向の両端側に２組配置されている。２組のセンサ７０での検知結果に基づいて、前後方向Ｘにおいてカード２がカード処理位置２Ｘに位置決めされたことが検知される。
【００３８】
位置決め部材６６は、通常は、当接部６６ａにカード２の奥端が当接可能な当接位置にあるが、ソレノイド７１が駆動すると、図示しないリンク部材を介して、当接部６６ａが搬送路５の上側Ｚ１へ退避する方向へ回転する。当接部６６ａが搬送路５から上側Ｚ１へ退避することにより、搬送ローラ３３およびパッドローラ３６に向かってカード２が通過可能になる。
【００３９】
（磁気ヘッドおよびヘッド移動機構）
ヘッド移動機構８は、磁気ヘッド７が搭載されるキャリッジ４２と、左右方向Ｙへキャリッジ４２を案内するガイド軸４３と、キャリッジ４２を左右方向Ｙへ送るリードスクリュー４４と、磁気ヘッド７を上下動させるためのカム板４５およびカムローラ５６と、ガイド軸４３を中心とするキャリッジ４２の回動を防止するための回動防止軸４６とを備えている。キャリッジ４２は、キャリッジ本体４７と、磁気ヘッド７を保持するヘッド保持部材４８とを備える。キャリッジ本体４７には、リードスクリュー４４に係合するメネジ部材４９と、ガイド軸４３に係合する摺動軸受５０（図２参照）と、回動防止軸４６に係合する摺動部材５１とが取り付けられている。リードスクリュー４４には、プーリおよびベルトから構成される動力伝達機構５２を介してモータ５３が連結されている。
【００４０】
ヘッド移動機構８は、磁気ヘッド７を搬送路５から退避する退避位置から磁気ストライプ２ａに当接可能なヘッド当接位置へ移動させるとともに、左右方向Ｙへ移動させる。また、磁気ヘッド７の上側Ｚ１には、対向部材５７が配置される。対向部材５７は、ヘッド当接位置７Ｂにある磁気ヘッド７とカード２とを所定の当接圧で当接させるための対向面５７ａを備える。これにより、磁気ヘッド７による磁気ストライプ２ａに対する磁気データの読取りおよび込みが可能となる。
【００４１】
（ＩＣ接点ブロックおよび接点ブロック移動機構）
図４はＩＣ接点ブロック９および接点ブロック移動機構１０を側方から見た動作説明図であり、図４（ａ）はＩＣ接点ブロック９がバネ退避位置９Ａにある状態、図４（ｂ）はＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂにある状態を示す。ＩＣ接点ブロック９は、カード２の端子部２ｂ（図３参照）を構成する外部接続端子のそれぞれに接触する複数のＩＣ接点バネ５９と、ＩＣ接点バネ５９を保持するバネ保持部材６０と、ＩＣ接点バネ５９が接続される基板６１とを備える。基板６１は、バネ保持部材６０に固定されている。ＩＣ接点ブロック９は、搬送路５の上側Ｚ１に配置されている。また、図２に示すように、ＩＣ接点ブロック９は、前後方向Ｘにおいて、搬送ローラ３２およびパッドローラ３５と磁気ヘッド７との間に配置されている。ＩＣ接点ブロック９は、左右方向Ｙにおいて、搬送路５の左端側に配置されている。ＩＣ接点ブロック９の下側Ｚ２には、２個のガイド部材２６のうちの左端側に配置されるガイド部材２６が配置されている。
【００４２】
図４に示すように、接点ブロック移動機構１０は、ＩＣ接点ブロック９が固定されるブロック保持部材６２とソレノイド６３を備える。ブロック保持部材６２は、左右方向Ｙを軸方向として本体部３７のフレームに固定される固定軸６４に回動可能に保持される。ソレノイド６３のプランジャ６３ａには、固定ピン６５が固定されている。固定ピン６５は、ブロック保持部材６２に形成される係合溝６２ａに係合している。ソレノイド６３は、プランジャ６３ａが前後方向Ｘへ移動するように配置されている。ソレノイド６３の本体６３ｂとプランジャ６３ａとの間には、圧縮コイルバネ６３ｃが配置されている。
【００４３】
圧縮コイルバネ６３ｃの付勢力でプランジャ６３ａが本体６３ｂから突出しているときには、図４（ａ）に示すように、ＩＣ接点ブロック９が搬送路５の上側Ｚ１のバネ退避位置９Ａに退避している。この状態で、ソレノイド６３が駆動すると、圧縮コイルバネ６３ｃの付勢力に抗してプランジャ６３ａが本体６３ｂ側に引き込まれるため、ブロック保持部材６２が回転してＩＣ接点ブロック９が下降する。これにより、ＩＣ接点ブロック９は、ＩＣ接点バネ５９が外部接続端子に接触可能なバネ接触位置９Ｂに移動する。ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに下降すると、ＩＣ接点バネ５９がカード２の端子部２ｂを構成する外部接続端子に接触可能となる。すなわち、搬送路５にカード２が取り込まれてカード処理位置２Ｘに位置決めされている場合には、ＩＣ接点バネ５９がカード２の外部接続端子に接触する。また、搬送路５にカード２が取り込まれていなければ、ＩＣ接点バネ５９はガイド部材２６に接触する。接点ブロック移動機構１０は、ＩＣ接点バネ５９がカード２の外部接続端子に接触可能なバネ接触位置９Ｂと、ＩＣ接点バネ５９が搬送路５から退避するバネ退避位置９Ａとの間でＩＣ接点ブロック９を移動させる。
【００４４】
また、接点ブロック移動機構１０は、ブロック保持部材６２の上端に設けられた検知片６２ｂを検知可能なセンサ６９を備える。センサ６９は発光素子および受光素子を備える光学式のセンサである。検知片６２ｂは、ＩＣ接点ブロック９がバネ退避位置９Ａに退避しているとき、センサ６９の発光素子と受光素子の間から外れた位置にある。ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂにあるとき、検知片６２ｂは、センサ６９の発光素子の光を遮蔽する位置にある。センサ６９の検知結果に基づいて、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに移動したことが検知される。
【００４５】
（カードリーダの概略動作）
以上のように構成されたカードリーダ１では、挿入口３からカード２が挿入される前の待機時には、シャッタ部材１４は閉鎖位置にあり、搬送路５を閉鎖している。また、この待機時には、磁気ヘッド７は、搬送路５から退避したヘッド退避位置にあり、ＩＣ接点ブロック９は、搬送路５から退避したバネ退避位置９Ａにある。さらに、この待機時には、位置決め機構１１の当接部６６ａは、搬送路５を搬送されるカード２に当接可能な位置にある。
【００４６】
カード挿入部４の奥側に配置されるシャッタ部材１４は、正規のカード２が正しい姿勢で挿入口３から挿入されたことが検知されると、開放位置へ移動する。すなわち、センサ２１での検知結果に基づいて挿入口３からカード２が挿入されたことが検知され、挿入検知機構１６の検知結果に基づいてカード２の短手方向Ｖが前後方向Ｘと一致するようにカード２が挿入口３から挿入されたことが検知されるとともに、磁気センサ１７、１８および金属センサ１９での検知結果に基づいて、端子部２ｂを有し磁気データが記録されたカード２が裏面を下側Ｚ２に向けた状態で、カード２の一端２ｄ側から挿入されたことが検知されると、シャッタ部材１４は開放位置へ移動する。
【００４７】
また、正規のカード２が正しい姿勢で挿入口３から挿入されたことが検知されると、モータ３９が起動して、カード搬送機構６がカード２を奥側Ｘ１へ搬送する。カード２の一端２ｄが位置決め部材６６の当接部６６ａに当接し、２個のセンサ７０の発光素子から受光素子へ向かう光が遮光部６６ｅによって遮られると、前後方向Ｘにおいて、カード２がカード処理位置２Ｘに位置決めされたことが検知される。これにより、モータ３９が停止する。また、カード処理位置２Ｘでは、カード２はシャッタ部材１４の奥側に取り込まれているため、シャッタ部材１４は閉鎖位置に移動して、搬送路５を閉鎖する。
【００４８】
その後、ヘッド移動機構８および磁気ヘッド７が起動し、磁気ヘッド７がヘッド退避位置から磁気ストライプ２ａに当接可能なヘッド当接位置へ移動する。そして、磁気ヘッド７がカード２の磁気ストライプ２ａに当接しながら左右方向Ｙへ移動して、磁気データの読取りや書込みを行う。また、ソレノイド６３が起動し、ＩＣ接点ブロック９を下降させて、カード２の端子部２ｂを構成する外部接続端子にＩＣ接点バネ５９を接触させてカード２との間でデータの通信を行う。磁気ヘッド７による磁気データの読取りや書込みを行う間、およびＩＣ接点ブロック９を介してデータの通信を行う間、カード２は、カード２の一端２ｄを当接部６６ａに押し付けた状態で、搬送ローラ３２とパッドローラ３５との間に保持されている。
【００４９】
（制御系）
図５はカードリーダ１の制御系を示す概略ブロック図である。カードリーダ１は、カード搬送機構６、磁気ヘッド７、ヘッド移動機構８、接点ブロック移動機構１０、位置決め機構１１等を制御する制御部１００を備える。制御部１００は、制御ブログラムおよび各種のデータを記憶する記憶部１０１を備える。制御部１００には、カード挿入部４に設けられたセンサ（挿入検知機構１６のセンサ、磁気センサ１７、１８、金属センサ１９、赤外線センサ２０等）の検知信号が入力される。また、制御部１００には、位置決め機構１１のセンサ７０の検知信号、および、接点ブロック移動機構１０のセンサ６９の検知信号が入力される。
【００５０】
（ＩＣ接点ブロックの動作の詳細）
カードリーダ１の制御部１００は、カード２に搭載されたＩＣチップとの間でデータの通信を行うため、接点ブロック移動機構１０を制御してＩＣ接点ブロック９をバネ接触位置９Ｂに保持する。図６は接点ブロック移動機構１０の制御を示すフローチャートであり、図７はＩＣ接点ブロック９をバネ接触位置９Ｂに保持するときのソレノイド６３への通電パターンを示す説明図である。
【００５１】
カード２が挿入口３から取り込まれてカード処理位置２Ｘにセットされると、カードリーダ１の制御部１００は、図６に示すステップＳ１１〜Ｓ１２の処理を行う。ステップＳ１１（ＩＣ接点保持ステップ）では、ソレノイド６３に一定の電流を連続通電してＩＣ接点ブロック９をバネ接触位置９Ｂに移動させ、カード２に押し付けてバネ接触位置９Ｂで保持する。制御部１００は、カード２に搭載されたＩＣチップとの間でデータの通信が行われている間、ソレノイド６３への連続通電を続ける。そして、通信が終了してから所定時間（例えば、数秒程度）が経過すると、ステップＳ１２へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１２（保持電圧低減ステップ）では、ソレノイド６３への通電のオンオフを繰り返すチョッパ制御を行う。チョッパ制御を行うことにより、実効電圧を下げることができるため、過熱を抑制することができる。ステップＳ１２では、記憶部１０１に記憶されたデューティ比に基づいて通電のオン時間とオフ時間を制御する。デューティ比は、ＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けた状態を維持することが可能な値が予め記憶部１０１に記憶されている。
【００５３】
図８はチョッパ制御に用いるデューティ比を設定する制御のフローチャートである。制御部１００は、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理（デューティ比学習ステップ）を行うことにより、ＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けた状態を維持することが可能なデューティ比の値を決定して記憶部１０１に記憶させる。
【００５４】
制御部１００は、予め定められたタイミングでステップＳ２１〜Ｓ２５の処理（デューティ比学習ステップ）を行う。例えば、カードリーダ１の起動処理を行うタイミングでステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を行う。この場合、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理は、カードリーダ１にカード２が挿入されていない状態で行われる。まず、ステップＳ２１では、記憶部１０１にデューティ比が記憶されているか否かを判定する。記憶部１０１にデューティ比が記憶されている場合は（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、記憶部１０１にデューティ比が記憶されていない場合は（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２２に進む。
【００５５】
制御部１００は、デューティ比学習ステップにおいて、ＩＣ接点ブロック９がカード２に接触可能なデューティ比を決定するための処理を行う。すなわち、接点ブロック移動機構１０のソレノイド６３に通電して、複数のデューティ比でチョッパ制御を行う。そして、それぞれのデューティ比に対して、接点ブロック移動機構１０のセンサ６９の検知信号オンかオフかを判定する。センサ６９の出力がオンであるとき、図４（ａ）に示すように、ＩＣ接点ブロック９がカード２に接触しない。一方、センサ６９の出力がオフであるとき、図４（ｂ）に示すように、ＩＣ接点ブロック９がカード２に接触可能である。つまり、センサ６９の検知信号に基づき、それぞれのデューティ比において、ＩＣ接点ブロック９がカード２に接触可能か否かを判定できる。
【００５６】
具体的には、制御部１００は、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理を行う。図９は、デューティ比の決定方法を示す説明図である。本形態では、図９に示すように、デューティ比を１００％から段階的に下げてゆく。まず、ステップＳ２２において、デューティ比を上限値（１００％）にしてチョッパ制御を所定時間行う。そして、ステップＳ２３において、センサ６９の検知信号が所定時間の間にオフになったか否かを判定する。オフにならない場合は（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２４に進み、デューティ比を１段階下げてチョッパ制御を所定時間行う。そして、ステップＳ２３に戻り、センサ６９の検知信号が所定時間の間にオフになったか否かを判定する。センサ６９の検知信号がオフになったことを検出すると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２５へ進む。ステップ２５では、センサ６９の検知信号がオンからオフに切り換わった最初のデューティ比の１段階上のデューティ比Ｄを記憶部１０１に記憶させる。
【００５７】
以上のように、ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理によって、ＩＣ接点ブロック９がカード２に接触可能な最も小さいデューティ比Ｄが複数のデューティ比の中から決定され、記憶部１０１に記憶される。
【００５８】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、
本形態の接点ブロック移動機構１０は、ソレノイド６３を用いてカード２にＩＣ接点ブロック９を押し付けてカード２とデータの通信を行うにあたって、ソレノイド６３に連続通電してＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けるＩＣ接点保持ステップＳ１１と、ソレノイド６３への通電のオンオフを繰り返すチョッパ制御を行うことによりＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付けた状態を維持する保持電圧低減ステップＳ１２と、チョッパ制御に用いられるデューティ比Ｄを記憶部１０１に記憶させるデューティ比設定ステップ（ステップＳ２１〜Ｓ２５）と、を行う。そして、デューティ比設定ステップでは、専用コマンドに基づいて最適なデューティ比を学習する。最適なデューティ比は、複数のデューティ比のうちで、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持される最も小さいデューティ比Ｄである。従って、チョッパ制御を行ってソレノイド６３の実効電圧を下げることができるので、ＩＣ接点ブロック９をカード２に押し付ける状態を維持しつつ、ソレノイド６３の過熱を抑制できる。よって、ソレノイド６３のコイルの断線を抑制できる。
【００５９】
本形態では、デューティ比設定ステップ（ステップＳ２１〜Ｓ２５）において、デューティ比を段階的に減少させてチョッパ制御を行い、各段階のデューティ比に対して、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持されているか否かをセンサ６９の検知結果に基づいて判定する。そして、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持されない（すなわち、センサ６９がオフに切り換わる）と最初に判定されたデューティ比の１つ前の段階のデューティ比Ｄを記憶部１０１に記憶させる。この方法により、ＩＣ接点ブロック９が接触位置に保持される最も小さいデューティ比Ｄを効率的に決定できる。
【００６０】
本形態では、予め定められたタイミング、例えば、カードリーダ１の起動時に、記憶部１０１にデューティ比が記憶されているか否かを判定し、記憶部１０１にデューティ比が記憶されていなければデューティ比を設定する。起動時のイニシャライズ動作においてデューティ比を設定すれば、確実にチョッパ制御を行うことができる。従って、ソレノイド６３の過熱を抑制でき、ソレノイド６３のコイルの断線を抑制できる。
【００６１】
本形態では、カード２のデータの通信が終了してから所定時間経過後、例えば、通信終了から数秒後にはＩＣ接点保持ステップＳ１１から保持電圧低減ステップＳ１２に移行する。従って、ＩＣチップとのデータの通信を行うことなく、連続通電状態のまま長時間放置されることがないので、チョッパ制御によりソレノイド６３の過熱を抑制できる。よって、ソレノイド６３のコイルの断線を抑制できる。
【００６２】
（他の実施形態）
上記形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００６３】
（１）上記形態では、デューティ比設定ステップにおいて、デューティ比を段階的に小さくしてゆき、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持されないと最初に判定されたデューティ比の１つ前の段階のデューティ比を記憶部１０１に記憶させているが、デューティ比を段階的に大きくしてゆき、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに保持される（すなわち、センサ６９がオンに切り換わる）と最初に判定されたデューティ比を記憶部１０１に記憶させる制御を行っても良い。
【００６４】
（２）上記形態では、カード２が挿入されていない状態でデューティ比を設定しており、センサ６９の検知信号に基づいてＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに位置しているか否かを判定する方法を用いているが、設定用のカードを挿入し、設定用のカードとのデータの通信の可否に基づき、ＩＣ接点ブロック９がバネ接触位置９Ｂに位置しているか否かを判定する方法を用いることもできる。
【００６５】
（３）上記形態では、ＩＣ接点ブロック移動機構１０は、カード２を短手方向に搬送して装置内に取り込んで処理するカードリーダに適用されたが、カード２をカードの長手方向に搬送するカードリーダに適用してもよい。その場合、カード２は、搬送路内のカード位置センサにより位置監視され、カード位置センサの信号に基いて制御されるカード搬送機構によりカード処理位置に位置決めされ、ＩＣ接点バネ５９がカード２の外部接続端子に接触する。
【符号の説明】
【００６６】
１…カードリーダ、２…カード、２ａ…磁気ストライプ、２ｂ…端子部、２ｃ…エンボス加工領域、２ｄ…カードの短手方向における一端、２ｅ…カードの短手方向における他端、２ｆ…カードの長手方向における一端、２ｇ…データ記録領域、２Ｘ…カード処理位置、３…挿入口、４…カード挿入部、５…搬送路、６…カード搬送機構、７…磁気ヘッド、８…ヘッド移動機構、９…ＩＣ接点ブロック、９Ａ…バネ退避位置、９Ｂ…バネ接触位置、１０…接点ブロック移動機構、１１…位置決め機構、１４、１５…シャッタ部材、１６…挿入検知機構、１７、１８…磁気センサ、１９…金属センサ、２０…赤外線センサ、２１…センサ、２６、２７…ガイド部材、２７ａ…ガイド部、２８…開口部、３１、３２、３３…搬送ローラ、３４、３５、３６…パッドローラ、３７…本体部、３８…動力伝達機構、３９…モータ、４２…キャリッジ、４３…ガイド軸、４４…リードスクリュー、４５…カム板、４６…回動防止軸、４７…キャリッジ本体、４８…ヘッド保持部材、４９…メネジ部材、５０…摺動軸受、５１…摺動部材、５２…動力伝達機構、５３…モータ、５４…固定軸、５６…カムローラ、５７…対向部材、５７ａ…対向面、５９…ＩＣ接点バネ、６０…バネ保持部材、６１…基板、６２…ブロック保持部材、６２ａ…係合溝、６２ｂ…検知片、６３…ソレノイド、６３ａ…プランジャ、６３ｂ…本体、６３ｃ…圧縮コイルバネ、６４…固定軸、６５…固定ピン、６６…位置決め部材、６６ａ…当接部、６６ｂ…コイルバネ、６６ｅ
【図１】
2018061685.tif 000003
【図２】
2018061685.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018061685.tif 000008
【図７】
2018061685.tif 000009
【図８】
2018061685.tif 000010
【図９】
2018061685.tif 000011
【国際調査報告】
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